日本東京大學科研團隊開發出一種名為“視頻速率中紅外光熱光學衍射層析成像”（MIP-ODT）的新型顯微技術，能以接近視頻幀率捕捉活細胞內部化學成分的三維動態行為，成像速度比此前技術提升約400倍，有望加速新藥研發和生物研究進程。相關論文發表於新一期《自然·通訊》雜志。

該技術利用中紅外光照射樣品，使細胞內不同分子的化學鍵發生特征振動並產生微弱光熱信號，再通過可見光探測折射率變化，從而重建細胞內部的化學組成圖像。與傳統熒光成像不同，它無需使用對活體樣本來說有毒的染料或標記物，因此更適合長時間觀察活細胞。

此前，三維中紅外光熱層析成像的幀率不足0.05幀/秒，主要受限於多角度照明信號採集耗時較長。新系統借助空間光調制器快速切換照明角度，並通過優化信噪比提升成像清晰度，使幀率達到每秒19.2幀，即每52毫秒即可獲得一幅完整三維圖像，較此前方法提升約400倍。

借助MIP-ODT，團隊能夠觀察細胞內脂滴的三維運動與分布變化。脂滴負責調節能量代謝和脂質儲存，其動態行為僅靠二維成像難以完整呈現。

這項技術有望用於研究生物分子凝聚體。這類無膜結構由蛋白質和核酸組成，其異常聚集與某些神經退行性疾病相關，觀察其形成、生長和變化過程，或將為新藥研發提供線索。

該顯微鏡技術屬於無標記化學成像，優勢在於能在三維空間和時間維度上定量呈現活細胞的化學成分變化，推動對生命過程的定量和數據驅動研究。因此，團隊計劃將該技術用於探索傳統技術難以觸及的基礎生物學問題。（記者劉霞）